一種砂輪制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種砂輪制作方法，包括如下步驟：混料，取定量磨料和結(jié)合劑按照工藝配方混合配制；加壓成型，將配制好的混合料添入模具腔，壓制成型；固化燒結(jié)，將成型的砂輪置于固化爐或固化窯中進(jìn)行固化；其中，在上述混料過程中，還添加有一定比例的功能性填充料，與所述磨料和結(jié)合劑共同混合。在對上述混合料在常溫下進(jìn)行壓制成型之后，在進(jìn)行中溫軟化后，再進(jìn)行至少一次重新壓制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在現(xiàn)有砂輪生產(chǎn)工藝上，通過在混料過程中添加新的功能性添加料，提高砂輪磨料的利用率，且在進(jìn)行初次冷壓成型的基礎(chǔ)上，增加了中溫軟化工序和高溫高壓定型工序，采用流水線生產(chǎn)模式，提高了生產(chǎn)效率，生產(chǎn)出的砂輪具有粘結(jié)力好，磨削效率高、耐磨度高、粉塵少等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種砂輪制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及砂輪的生產(chǎn)制造領(lǐng)域，具體涉及一種砂輪制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]砂輪是磨削加工中最主要的一類磨具，是磨具中用量最大、使用面最廣的一種，使用時(shí)高速旋轉(zhuǎn)，可對金屬或非金屬工件的外圓、內(nèi)圓、平面和各種型面等進(jìn)行粗磨、半精磨和精磨以及開槽和切斷等。
[0003]目前現(xiàn)有的傳統(tǒng)式砂輪，基本是由三部分構(gòu)成，即磨料、結(jié)合劑、氣孔，也就是通常所稱的砂輪的三要素，其是通過磨料加結(jié)合劑壓制成型(或澆注成型)后通過硬化(焙燒)后制成的，由于磨料、結(jié)合劑及制造工藝不同，砂輪的特性差別很大，因此對磨削的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性有著重要影響。砂輪的特性主要是由磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織、形狀和尺寸等因素決定。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常采用的一種砂輪制造工藝流程示意圖，如圖1所示，根據(jù)不同類型的砂輪，先將磨料與結(jié)合劑通過不同的配比混合，然后壓坯成型，干燥固化再進(jìn)行燒成，或固化，再對平面、內(nèi)孔、外圓進(jìn)行適當(dāng)加工，最后入庫，整個(gè)處理流程結(jié)束。
[0004]然而，利用傳統(tǒng)的這種方式制成的砂輪，其磨料利用率低(一般在5-30%之間)耗能大、效率低、工作環(huán)境惡劣、資源消耗大、勞動力消耗多，制成的砂輪粘結(jié)力也不夠強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種砂輪制作方法，以解決原有的砂輪制造過程中能耗大、效率低、成本高、砂輪粘結(jié)力不夠強(qiáng)等問題。
[0006]本發(fā)明所公開的一種砂輪制作方法，包括如下步驟:
[0007]混料，取定量磨料和結(jié)合劑按照工藝配方混合配制；
[0008]加壓成型，將配制好的混合料添入模具腔，壓制成型；
[0009]固化燒結(jié)，將成型的砂輪置于固化爐或固化窯中進(jìn)行燒結(jié)；
[0010]其中，在上述混料過程中，還添加有一定比例的功能性填充料，與所述磨料和結(jié)合劑共同混合。
[0011]進(jìn)一步地，所述功能性填充料包括增強(qiáng)型填充料、耐磨型填充料、耐熱型填充料、抗氧化型填充料以及散熱型填充料，其中，所述增強(qiáng)型填充料占磨料的重量比為5-25%之間；所述耐磨型填充料占磨料的重量比為3-15%之間；所述耐熱型填充料占磨料的重量比為2-12%之間；所述抗氧化型填充料占磨料的重量比為1-5%之間；所述散熱型填充料占磨料的重量比為3-21%之間。
[0012]優(yōu)選地，所述功能性填充料為碳化硅細(xì)粉、剛玉粉末、冰晶石粉、硫化鐵粉、瑩石粉、氧化硅粉以及氧化鈣粉中的一種或一種以上的組合。
[0013]進(jìn)一步地，在對上述混合料在常溫下進(jìn)行壓制成型之后，再進(jìn)行至少一次重新壓制。
[0014]進(jìn)一步地，所述重新壓制包括對壓制成型后的砂輪再進(jìn)行至少一次中溫軟化及至少一次高溫壓制，最終定型。
[0015]更進(jìn)一步地，所述中溫軟化的溫度為60° -120°C，所述高溫壓制的溫度為170。-210。。。
[0016]優(yōu)選地，所述磨料為鋯剛玉、棕剛玉、單晶剛玉、白剛玉、燒結(jié)剛玉、碳化硅以及碳化硼中的一種或一種以上組合。
[0017]優(yōu)選地，所述功能性填充料的目數(shù)與所述磨料的目數(shù)不同，且低于所述磨料目數(shù)6個(gè)以上等級。
[0018]優(yōu)選地，所述功能性填充料浸潰于氣孔之內(nèi)，或直接在砂輪制造過程中直接加入砂輪成型料中混合。
[0019]優(yōu)選地，在對所述砂輪固化燒結(jié)之后再進(jìn)行加工處理，所述加工處理包括對砂輪進(jìn)行平面加工、內(nèi)孔加工、外圓加工以及異性加工。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的一種砂輪制作方法，砂輪在磨削過程中，砂輪的磨削比提高6-15倍，砂輪在磨削過程中粉塵降低了 95%以上，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了成本，節(jié)約了勞動工時(shí)，根據(jù)該方法制作而成的砂輪的使用效率較高，磨削效果好，壽命長，真正達(dá)到了高效、節(jié)能、環(huán)保的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中采用的一種砂輪制作工藝的流程示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種砂輪制作方法的處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如在說明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，產(chǎn)品制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個(gè)部件。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分部件的方式，而是以部件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。說明書后續(xù)描述為實(shí)施本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，然所述描述乃以說明本發(fā)明的一般原則為目的，并非用以限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
[0024]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0025]砂輪是磨削的主要工具，它是由磨料和結(jié)合劑構(gòu)成的多孔物體。其中磨料、結(jié)合劑和孔隙是砂輪的三個(gè)基本組成要素。隨著磨料、結(jié)合劑及砂輪制造工藝等的不同，砂輪特性可能差別很大，對磨削加工的精度、粗糙度和生產(chǎn)效率有著重要的影響。因此，必須根據(jù)具體條件選用合適的砂輪。
[0026]在制作砂輪的制造工藝中，通常應(yīng)當(dāng)包括如下步驟:
[0027]混料，按照配方，分別稱量好所需要的各種原材料，按產(chǎn)品工藝要求把稱好的磨料和結(jié)合劑按照先后順序及時(shí)間要求，混合均勻配制；
[0028]加壓成型，將配制好的混合物料過篩，將模具安裝好，稱所要求的量添入模具腔，刮平，在室溫下，通過壓力機(jī)壓制成砂輪毛坯；
[0029]固化燒結(jié)，將成型的砂輪置于固化爐或固化窯中進(jìn)行一段時(shí)間的燒結(jié)。
[0030]如圖2所示，作為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，在上述混料過程中，還添加有一定比例的功能性填充料，與所述磨料共同混合。[0031]具體來說，所述功能性填充料包括增強(qiáng)型填充料、耐磨型填充料、耐熱型填充料、抗氧化型填充料以及散熱型填充料，其中，所述增強(qiáng)型填充料占混合磨料的比例為5-25% ；所述耐磨型填充料占混合磨料的比例為3-15% ;所述耐熱型填充料占混合磨料的比例為2-12% ;所述抗氧化型填充料占混合磨料的比例為1-5% ;所述散熱型填充料占混合磨料的比例為3-21 %。所述功能性填充料可以為碳化硅微粉、剛玉粉末、冰晶石粉、硫化鐵粉、瑩石粉、氧化硅粉和氧化鈣粉中的一種或一種以上的組合。磨料和粉末狀的功能性填充料可以在混料機(jī)中進(jìn)行，達(dá)到混合均勻的目的。以上比例均為重量比，是功能性填充料占其與磨料混合之和的比例。
[0032]所述磨料可以為剛玉類型，如鋯剛玉、棕剛玉、單晶剛玉、白剛玉、燒結(jié)剛玉，微晶剛玉或黑剛玉等，也可以為碳化物類型，如黑碳化硅、綠碳化硅或碳化硼等，當(dāng)磨削抗張強(qiáng)度高的材料時(shí)，優(yōu)先選用韌性較大的剛玉型砂輪，磨削抗張強(qiáng)度低的材料時(shí)，可以選用脆性較大而硬度高的碳化物型砂輪，所述磨料可以單獨(dú)采用上述剛玉類型的一種或幾種組合而成，或單獨(dú)采用碳化物類型的一種或幾種組合而成，也可以分別選用剛玉類型和碳化物型中的一種或幾種物料共同組合，可根據(jù)實(shí)際磨削材料而定，在此不作任何限定。其中，所述功能性填充料的目數(shù)與所述磨料的目數(shù)不同，且低于所述磨料目數(shù)6個(gè)以上等級，這樣，能夠保證磨料和填充料的均勻，所述功能性填充料可浸潰于氣孔之內(nèi)，或直接在砂輪制造過程中直接加入砂輪成型料中予以混合。
[0033]所述結(jié)合劑，主要用于把磨料及功能性填充料進(jìn)行粘接在一起，形成砂輪狀，所述結(jié)合劑可以是陶瓷結(jié)合劑、樹脂結(jié)合劑、增強(qiáng)型樹脂結(jié)合劑、橡膠結(jié)合劑或菱苦土結(jié)合劑。陶瓷結(jié)合劑:應(yīng)用最廣，適用于外圓、內(nèi)圓、平面、無心磨削和成形磨削的砂輪等；樹脂結(jié)合劑:適用于切斷和開槽的薄片砂輪及高速磨削砂輪；橡膠結(jié)合劑:適用于無心磨削導(dǎo)輪、拋光砂輪；金屬結(jié)合劑:適用于金剛石砂輪等。
[0034]本發(fā)明通過添加特殊的功能性填充料，使砂輪把持磨料的能力，得到充分的加強(qiáng)，從而大大提高砂輪磨料的利用率，從原來的5-30%之間提高到98%以上，讓磨料充分參與磨削，避免磨料脫粒或磨料斷裂造成部分脫粒，從而達(dá)到超高效磨削的目的，也降低了磨削過程中產(chǎn)生的粉塵，可使粉塵降低了 95%以上，
[0035]作為本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，在對上述混合料進(jìn)行常溫壓制成型之后，再進(jìn)行至少一次重新壓制。
[0036]具體來說，所述重新壓制包括對壓制成型后的砂輪再進(jìn)行至少一次中溫軟化及至少一次高溫壓制，最終定型。
[0037]其中，所述中溫軟化的溫度為60° _120°C，所述高溫壓制的溫度為170° _210°C。在中溫軟化和高溫壓制中，需要對應(yīng)的軟化設(shè)備和壓制設(shè)備，且采用流水線生產(chǎn)方式，通過再次壓制，使得砂輪的組織更加均勻且平衡性更好。
[0038]壓制定型后，再對砂輪進(jìn)行固化燒結(jié)，固化操作可以置于固定的固化爐中進(jìn)行，也可以在流動的隧道式固化窯中進(jìn)行。
[0039]用固化爐固化，砂輪的安放位置特別重要，一般將砂輪用鋼質(zhì)或陶瓷質(zhì)的圓盤固定，以保證砂輪在固化過程中不變形，均勻放置于爐內(nèi)，爐內(nèi)要有空氣循環(huán)以使各部位受熱均勻，然后啟動升溫程序進(jìn)行固化；用隧道式固化窯固化，先將砂輪用鋼質(zhì)或陶瓷質(zhì)的圓盤固定，再放置到小車中，推入隧道內(nèi)，按設(shè)定速度運(yùn)行。一般初溫為60-80°C，終溫為160-190°C，整個(gè)固化過程需用時(shí)20-25小時(shí)，最后降溫至40_60°C，打開爐門，即可取出砂輪了。
[0040]在對所述砂輪固化燒結(jié)之后，利用車床或磨床將燒后的胚體再進(jìn)行加工處理，具體來說，先將燒結(jié)好的砂輪進(jìn)行尺寸、重量、比重、外觀、硬度和音頻方面進(jìn)行全方面檢查；然后進(jìn)行加工處理，所述加工處理包括對砂輪進(jìn)行平面加工、內(nèi)孔加工、外圓加工以及異型加工。平面加工，將砂輪平面進(jìn)行磨削，達(dá)到要求公差范圍內(nèi)；內(nèi)孔加工，采用水泥灌孔，塑膠孔圈，直接擴(kuò)孔方法對內(nèi)孔加工到要求精度；外圓加工，將砂輪外圓磨削到要求尺寸?’異形加工，指特殊要求，例如單面凹凸，則要進(jìn)行形狀加工；加工整理之后，再進(jìn)行靜平衡校驗(yàn)以及高速回轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)其安全性，符合要求的，最后貼牌入庫。
[0041]以下為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例。
[0042]配料和混料:取70 %的棕剛玉和5 %的碳化硅組成磨料在一個(gè)混料機(jī)中混合，然后再加入15%的剛玉粉末混勻，再將潤濕好的10%陶瓷結(jié)合劑添入其中，混合均勻即可。
[0043]將混好的物料經(jīng)過初步過篩后，即可以用于壓制了。
[0044]壓制程序如下:將模具安裝好，稱量所要求量的磨料添入模具空腔，刮平后壓制。需要放置增強(qiáng)玻纖網(wǎng)片的按要求放入。然后在室溫下加壓，一般冷壓的壓力范圍為15-30N/mm2，最好是15-25N/mm2。壓力大小的選擇取決于物料的可塑性和砂輪要求達(dá)到的密度。不宜使用過高的壓力，否則會將磨料壓碎。壓制時(shí)間一般為5-50秒，最好是5-30秒，時(shí)間長短取決于砂輪要求達(dá)到的密度和形狀以及物料的可塑性的好壞。
[0045]初次冷壓過后 進(jìn)行中溫軟化，在設(shè)備機(jī)中將砂輪毛坯重新加熱使其軟化，加熱溫度為60° _120°C，待其全部軟化完畢之后，再進(jìn)行高溫高壓壓制，壓制溫度為170° -210 °C,壓制時(shí)間為30-60秒/毫米砂輪厚度，例如壓制一個(gè)60mm厚的砂輪參考以下要求:壓力:20-40N/mm2 ;壓制溫度:170-190°C ;壓制時(shí)間:30-60分鐘。在壓制過程中，予壓后4-8分鐘內(nèi)要放氣一次或幾次。
[0046]熱壓后的砂輪已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，但是要達(dá)到最佳的性能仍然要進(jìn)行固化處理。固化操作可以置于固定的固化爐中進(jìn)行，也可以在流動的隧道式固化窯中進(jìn)行。用固化爐固化，砂輪的安放位置特別重要，一般將砂輪用鋼質(zhì)或陶瓷質(zhì)的圓盤固定，以保證砂輪在固化過程中不變形，均勻放置于爐內(nèi)，爐內(nèi)要有空氣循環(huán)以使各部位受熱均勻，然后啟動升溫程序進(jìn)行固化；用隧道式固化窯固化，先將砂輪用鋼質(zhì)或陶瓷質(zhì)的圓盤固定，再放置到小車中，推入隧道內(nèi)，按設(shè)定速度運(yùn)行。一般初溫為60-80°C，終溫為160-190°C，整個(gè)固化過程需用時(shí)8-20小時(shí)，最后降溫至40-60°C，打開爐門，即可取出砂輪了。整個(gè)過程由曲線變化的升溫、恒溫、冷卻的溫度變化完成的。
[0047]燒成后的砂輪需要進(jìn)行必要的加工處理，用車床或磨床將燒后坯體的外圓、平面、孔徑加工為成品，有的還需要灌孔和滲硫、侵蠟等等。
[0048]對產(chǎn)品的外觀、尺寸、硬度、平衡、強(qiáng)度等要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，使之符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，并對合格的產(chǎn)品加蓋標(biāo)準(zhǔn)要求的印章，以及按批次打印產(chǎn)品合格證。對合格的產(chǎn)品按要求進(jìn)行包裝，然后入庫保管。
[0049]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在現(xiàn)有砂輪生產(chǎn)工藝上，通過在混料過程中添加新的功能性添加料，提高砂輪磨料的利用率，且在進(jìn)行初次冷壓成型的基礎(chǔ)上，增加了中溫軟化工序和高溫高壓定型工序,采用流水線生產(chǎn)模式,提高了生產(chǎn)效率,生產(chǎn)出的砂輪粘結(jié)力好，磨削率高，耐用度大大提高，并且在磨料加工過程中粉塵較小，基本肉眼看不到。
[0050]上述說明示出并描述了本發(fā)明的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進(jìn)行改動。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種砂輪制作方法，依次包括如下步驟: 混料，取定量磨料和結(jié)合劑按照工藝配方混合配制； 加壓成型，將配制好的混合料添入模具腔，壓制成型； 固化燒結(jié)，將成型的砂輪置于固化爐或固化窯中進(jìn)行燒結(jié)； 其特征在于，在上述混料過程中，還添加有一定比例的功能性填充料，其與所述磨料共同混合。
2.如權(quán)利要求1所述的一種砂輪制作方法，其特征在于，所述功能性填充料包括增強(qiáng)型填充料、耐磨型填充料、耐熱型填充料、抗氧化型填充料以及散熱型填充料，其中，所述增強(qiáng)型填充料占混合磨料的重量比為5-25% ;所述耐磨型填充料占混合磨料的重量比為3-15% ;所述耐熱型填充料占混合磨料的重量比為2-12% ;所述抗氧化型填充料占混合磨料的重量比為1-5% ;所述散熱型填充料占混合磨料的重量比為3-21%。
3.如權(quán)利要求2所述的一種砂輪制作方法，其特征在于，所述功能性填充料為碳化硅細(xì)粉、剛玉粉末、冰晶石粉、硫化鐵粉、瑩石粉、氧化硅粉以及氧化鈣粉中的一種或一種以上的組合。
4.如權(quán)利要求3所述的一種砂輪制作方法，其特征在于，在對上述混合料在常溫下進(jìn)行壓制成型之后，再進(jìn)行至少一次重新壓制。
5.如權(quán)利要求4所述的一種砂輪制作方法，其特征在于，所述重新壓制包括對壓制成型后的砂輪再進(jìn)行至少一次中溫軟化及至少一次高溫壓制，最終定型。
6.如權(quán)利要求5所述的一種砂輪制作方法，其特征在于，所述中溫軟化的溫度為60° _120°C，所述高溫壓制的溫度為170° -210°C。
7.如權(quán)利要求1所述的一種砂輪制作方法，其特征在于，所述磨料為鋯剛玉、棕剛玉、單晶剛玉、白剛玉、燒結(jié)剛玉、碳化硅以及碳化硼中的一種或一種以上組合。
8.如權(quán)利要求3所述的一種砂輪制作方法，其特征在于，所述功能性填充料的目數(shù)與所述磨料的目數(shù)不同，且低于所述磨料目數(shù)6個(gè)以上等級。
9.如權(quán)利要求8所述的一種砂輪制作方法，其特征在于，所述功能性填充料浸潰于氣孔之內(nèi)或在混料過程中直接加入砂輪料中制作而成。
10.如權(quán)利要求1-9任一所述的一種砂輪制作方法，其特征在于，在對所述砂輪固化燒結(jié)之后再進(jìn)行加工處理，所述加工包括對砂輪進(jìn)行平面加工、內(nèi)孔加工、外圓加工以及異性加工。
【文檔編號】B24D18/00GK103962978SQ201410197861
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】田繼華 申請人:田繼華